«Главные враги — вода и мороз»: инженер — о том, как укладывают асфальт на дорогах

Зима — это испытание, которое пройдет не каждое дорожное покрытие.

Иногда весной на дорогах появляются выбоины, и тогда говорят, что асфальт сошел вместе со снегом. Главный инженер подрядной организации Андрей Парахуда рассказал, почему так происходит, сколько должны служить дороги и от чего это зависит.

Буду говорить о Туле, где я работаю, но думаю, что проблема повсеместная. При строительстве дороги важную роль играет основание, которое лежит под асфальтобетонным покрытием. Оно распределяет нагрузку, дренирует воду и не допускает губительных для дорожного полотна морозных пучений  . Проблема в том, что такого основания у дороги зачастую нет — и это значительно сокращает ее срок службы.

Если не сделать качественное основание, покрытие будет в хорошем состоянии только первые год-два, а затем начнет разрушаться. Тогда и говорят, что только отремонтировали, а дорога рассыпалась. Даже если работы выполнены качественно, без грамотного подхода к укреплению основания эффект будет недолговечен. В лучшем случае дорога доживет до конца гарантийного срока.

Межремонтные сроки эксплуатации автомобильных дорог федерального значения с усовершенствованным типом покрытия составляют до 12 лет, по капитальному ремонту — до 24 лет. Каждые два-четыре года необходимо заменять верхние слои дорожного покрытия, слои износа или проводить поверхностную обработку полотна. Как часто это делать, зависит от категории автодороги и интенсивности движения.

В то же время гарантийный срок на дорожное полотно может составлять до восьми лет, в зависимости от интенсивности движения. На практике он меньше. Например, в Туле составляет пять-шесть лет. А срок нормальной эксплуатации дороги редко превышает гарантийный.

На самом деле усилить конструкцию полотна, не прибегая к технически сложной процедуре полной замены дорожного основания, можно. Для этого необходимо сделать особый конструктивный слой из асфальто-грануло-бетонной смеси. Она состоит из асфальтовой крошки, нового минерального заполнителя, цемента, битумной эмульсии. Иногда используют специальные химические добавки, которые улучшают необходимые связи.

Если смесь подобрана правильно, после уплотнения и застывания слой из нее превращается фактически в бетонную плиту толщиной 15—25 см, где есть одновременно жесткие и упругие связи. Это позволяет эффективнее распределять нагрузку от транспорта и сопротивляться трещинам и разрушениям. В последующем на такую плиту укладывают слои асфальта. Они уже опираются не на изношенное основание, а на напоминающую бетон плиту.

Если сравнивать с капитальным ремонтом с полной выемкой основания, такой подход более быстрый и менее затратный. Но он только набирает популярность, так как добиться нужного эффекта можно, только имея квалифицированного подрядчика.

По технической документации можно делать выводы о том, сколько прослужит дорога. Вот что на это влияет.

Подход к ремонту. Это первое, что определяет срок службы дороги. Заказчики работ — местные власти — решают, насколько комплексным и глубоким будет ремонт. Есть так называемые текущий и капитальный ремонты дорог  .

При капитальном ремонте заказчик может полностью заменить или значительно усилить полотно, тем самым увеличив межремонтный срок службы дороги. Такой подход оптимален для состояния полотна, но зачастую не оптимален для бюджета. Еще он более хлопотный для заказчика, так как подготовка к такому ремонту требует разработки проектной документации, а это тоже деньги и время.

Текущий ремонт, когда изношенные слои удаляют путем фрезерования, требует гораздо меньше бюрократии и денег. Вновь устроенные один или два слоя асфальтобетонного покрытия создают видимость идеально выполненного ремонта. Автомобилисты сразу ощущают комфорт при проезде. Но, если у дороги слабое основание, длится их счастье, скорее всего, максимум до конца срока гарантии.

Квалификация подрядчиков. Подрядчики отвечают за качество материалов и то, насколько они соответствуют технической документации. От добросовестности подрядчиков во многом зависит качество ремонта.

Заказчик всегда должен контролировать выполняемые работы. Приказом он назначает людей, которые будут отвечать за ремонт. А после него подписывает акты выполненных работ. Причем он может не только самостоятельно оценить качество полотна, но и привлечь стороннюю организацию. Если работы выполнены некачественно, может потребовать устранить нарушения и наложить штраф на подрядчика.

После приемки работ тоже есть факторы, которые влияют на дату следующего ремонта.

Интенсивность движения. Сколько автомобилей ходит по этой дороге в сутки? Насколько они тяжелые? Так, дорога от бетонного завода будет получать больше нагрузки, чем второстепенная проезжая часть. А это значит, что и полотно может прослужить меньше.

Если планируется капитальный ремонт дороги, предварительно разрабатывают проектную документацию. В ней указывают информацию о местности, геологии, интенсивности движения и предполагаемой максимальной нагрузки на ось автомобиля. Проектировщики используют эти сведения. А также учитывают наличие необходимых материалов и асфальтобетонных заводов в транспортной доступности к объекту. Только после этого закладывают в проект необходимую конструкцию дорожного полотна.

Погодные условия, в которых эксплуатируется проезжая часть. Главные враги — вода и мороз. В центральной части России погода меняется часто, в том числе зимой. Для дорог намного лучше, если все замерзает и такая погода стоит до весны. Когда же начинаются перепады температуры, покрытие разрушается: при оттепели вода попадает в воздушные пустоты, а при морозе превращается в лед, который просто разрывает материал.

Асфальт делают на специализированных заводах. В его состав входят разные фракции инертных материалов, минеральный порошок, битумное вяжущее. Могут входить иные химические добавки, улучшающие свойства смеси.

Асфальтобетонные смеси разных марок по-разному устойчивы к воде и морозу. Они различаются по минеральному составу, типу вяжущего, содержанию воздушных пустот и объемной плотности.

Можно предположить, что более плотный асфальт, имеющий наименьшую долю воздушных пустот, будет меньше подвержен разрушению водой и морозами. С другой стороны, такой асфальт более пластичен и в меньшей степени способен противостоять динамическим нагрузкам при эксплуатации. Асфальтобетоны с более низким содержанием мелких фракций и большим содержанием крупной фракции крепче с точки зрения сопротивления нагрузкам.

Идеального материала не существует. Выбор типа применяемой смеси — это компромисс, отвечающий конкретно поставленной задаче.

Есть три основные причины.

Во-первых, на образование колеи может влиять износ. При высокой интенсивности движения, а также после зимы, когда шипы врезаются в покрытие, оно равномерно стирается. Такую колейность относительно легко исправить, срезав изношенный слой и сделав новый.

Во-вторых, колейность могут вызывать пластичные деформации верхних слоев дорожного полотна. Это происходит либо из-за неверно подобранного состава смеси для такой нагрузки, либо из-за аномально высокой температуры.

Чтобы асфальт был целостным, используют битумное связующее. Оно формирует с минеральной частью относительно монолитный материал. При повышении температуры битумное связующее становится более пластичным — связи между минеральным заполнителем уже не такие прочные.

При нагрузке асфальт начинает деформироваться, как пластилин, образуются колея и наплывы. Особенно это заметно в зонах торможений — перед светофорами или остановками общественного транспорта.

Вы, наверное, видели, как поливомоечные машины разбрызгивают в жару воду на улицах. Делают они это как раз для того, чтобы снизить температуру покрытия и сохранить дорогу.

В-третьих, верхние слои асфальта могут продавливаться в тело дороги. Такую причину устранить намного сложнее и дороже. Лучше сразу предусматривать комплекс мер по укреплению основания.

Так происходит из-за частых перепадов температур. Потоки воды, которые идут по проезжей части, попадают в поры и трещины, образовавшиеся из-за мороза, и просто вымывают это место.

На новых дорогах, если покрытие сделано качественно, в ближайшие годы даже после зимы не должны образовываться ямы. Но здесь надо вспомнить о том, что находится под слоями, которые обустроены в процессе ремонта.

Существует такое понятие, как «отраженные трещины». Если срезать 5—10 см изношенного покрытия, под ним будет асфальт, потому что раньше покрытия в основном наслаивали. И если асфальтобетон устроен на слабом основании, можно увидеть трещины в поперечном направлении дороги. Они образуются из-за подвижности этих масс под проезжей частью.

Эти трещины неминуемо отразятся на вновь устроенных слоях, если не отфрезеровать их до несвязанного основания, например щебня. Или не сделать ямочный ремонт именно в зоне этой трещины.

Это не вина подрядчика. Асфальтобетон просто не в силах противостоять такому разлому, особенно весной, когда дорожная одежда насыщается грунтовыми водами. Старое покрытие плохо отводит влагу, подмерзает и начинает открывать трещины, которые проявляются в новом слое. А это потенциальное место для новой ямы.

Если полностью раскопать дорогу, внести конструктивный слой основания, который будет дренировать воду и противостоять высоким нагрузкам, дорожное полотно прослужит долго. Но это уже капитальный ремонт, и, как мы ранее упоминали, он требует иного подхода к составлению технической документации, стоит дорого, отнимает много времени и несет неудобства жителям.

Лучшей погоды для проведения работ нет. Асфальт можно класть всегда при нормативных условиях. Грамотные исполнители скорректируют параметры, увеличат или уменьшат температуру смеси, изменят количество проходов катка, чтобы смесь уплотнилась, и так далее.

А вот укладка асфальтобетонных покрытий и конструктивного слоя в дождь или снег — грубое нарушение. Температура воздуха должна быть не ниже +5 °C. Но если надо предотвратить аварийные ситуации на проезжей части, допускаются работы при температуре до −10 °C. Причем речь идет не о холодном асфальте. До −10 °C можно работать с литой смесью.

Холодный асфальт продают в пакетах и ведрах, им можно залатать яму практически в любую погоду. Это особая смесь, которая пластична до уплотнения и холодна. Она дорогая. Ее применяют, чтобы ликвидировать аварийность, если нет возможности сделать заплатку горячей смесью или литой.

Есть методические рекомендации по устройству асфальтобетонных покрытий при неблагоприятных погодных условиях, то есть до −10 °C. Существуют специальные перегружатели, которые перемешивают асфальтобетонную смесь при попадании в асфальтоукладчик. Они выравнивают температуру, избегая неравномерного остывания смеси.

То есть работа при неблагоприятных погодных условиях возможна, хоть и с оговорками. Например, если надо залатать яму. Но и гарантия на выполненный ямочный ремонт меньше: скорее всего, покрытие прослужит не дольше года.

И в любом случае нельзя класть асфальт на неподготовленную поверхность, например в снег.

Литую асфальтобетонную смесь поставляют на объект, подогревают при транспортировке и непосредственно на месте производства работ, а затем заполняют ей яму. Главное — предварительно очистить эту яму от загрязнений и снега. Если этого не сделать, покрытие еще быстрее придет в негодность.

Асфальтовая крошка, или асфальтогранулят, — это материал, который получают при фрезеровании изношенного слоя асфальта. Есть специальный механизм — самоходная фреза, которая зубьями вгрызается в покрытие и перемалывает его. Полученная крошка с помощью транспортировочной ленты попадает в кузов самосвала и перевозится на место.

В сыпучем виде асфальтовую крошку применяют для обсыпки второстепенных дорог, где покрытие изношено, а грунт иногда даже переходит в гравийную часть. Это выравнивает поверхность и уплотняет ее, продлевая срок службы покрытия.

Правда, такое полотно не выдержит сильных нагрузок.

Но есть технологии по переработке, когда с помощью специальных добавок асфальтовую крошку превращают в горячую асфальтобетонную смесь. Как раз ее можно применять в городе. Это дешевле, чем выкладывать дорогу из асфальта.

Есть мнение, что не стоит асфальтировать дорогу частного дома, так как асфальтовая крошка выделяет вредные вещества. Но федеральный классификационный каталог отходов относит ее к четвертому типу опасности, то есть она не вреднее резиновых перчаток для мытья посуды. Поэтому ее можно спокойно использовать.

Растет интенсивность движения, нагрузки. Растут и требования к вновь устраиваемым покрытиям, и без внедрений новой нормативной базы никуда.

В 2011 году обновились технические требования к асфальтобетону. Увеличилось количество марок асфальтобетонных смесей, а также появились более узкие фракции инертных материалов. Изменения нацелены в основном на то, чтобы марка, выпускаемая на разных заводах, имела одни и те же физико-механические свойства. Это позволяет усилить контроль за выполнением работ.

Вводят новые технологии по вторичной переработке асфальтобетонных покрытий. В полученный материал добавляют новые минеральные части, вяжущие материалы, химические добавки. В итоге получается смесь, которую можно использовать как подстилающее основание для ремонтируемой проезжей части. И эта технология работает.